KR20080072339A - Method of manufacturing thin film transistor array panel - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 1 is a layout view of a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 1 taken along the line II-II.
도 3은 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 중간 단계에서의 배치도이고, 3 is a layout view at an intermediate stage of a method of manufacturing the thin film transistor array panel of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention;
도 4는 도 3의 박막 트랜지스터 표시판을 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 4 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 3 taken along the line IV-IV.
도 5는 도 3의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,FIG. 5 is a layout view of a thin film transistor array panel in the next step of FIG. 3;
도 6은 도 5의 박막 트랜지스터 표시판을 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, FIG. 6 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 5 taken along the line VI-VI.
도 7은 도 5의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,FIG. 7 is a layout view of a thin film transistor array panel in the next step of FIG. 5;
도 8은 도 7의 박막 트랜지스터 표시판을 VIII-VIII선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,FIG. 8 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 7 taken along the line VIII-VIII.
도 9 내지 도 11은 도 12의 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 중간 단계에서의 단면도이고,9 to 11 are cross-sectional views in an intermediate step of manufacturing the thin film transistor array panel of FIG. 12.
도 12는 도 7의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,FIG. 12 is a layout view of a thin film transistor array panel in the next step of FIG. 7;
도 13은 도 12의 박막 트랜지스터표시판을 XII-XII선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 13 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 12 taken along the line XII-XII.
<도면 부호의 설명> <Description of Drawing>
110: 절연 기판 121: 게이트선110: insulating substrate 121: gate line
124: 게이트 전극 129: 게이트선의 끝 부분 124: gate electrode 129: end of gate line
140: 게이트 절연막 154: 유기 반도체140: gate insulating film 154: organic semiconductor
171: 데이터선171: data line
172, 176: 가로부 174, 177: 세로부172, 176:
173: 소스 전극 175: 드레인 전극173: source electrode 175: drain electrode
180: 보호막 191: 화소 전극 180: protective film 191: pixel electrode
81, 82: 접촉 보조 부재 181, 182, 185: 접촉 구멍81, 82: contact
Q: 박막 트랜지스터의 채널Q: channel of thin film transistor
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor array panel and a method of manufacturing the same.
일반적으로 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting device, OLED), 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등의 평판 표시 장치는 복수 쌍의 전기장 생성 전극 과 그 사이에 들어 있는 전기 광학(electro-optical) 활성층을 포함한다. 액정 표시 장치의 경우 전기 광학 활성층으로 액정층을 포함하고, 유기 발광 표시 장치의 경우 전기 광학 활성층으로 유기 발광층을 포함한다.In general, a flat panel display device such as a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting device (OLED), an electrophoretic display, or the like, includes a plurality of pairs of electric field generating electrodes It contains an electro-optical active layer. The liquid crystal display device includes a liquid crystal layer as the electro-optical active layer, and the organic light emitting display device includes an organic light emitting layer as the electro-optical active layer.
한 쌍을 이루는 전기장 생성 전극 중 하나는 통상 스위칭 소자에 연결되어 전기 신호를 인가받고, 전기 광학 활성층은 이 전기 신호를 광학 신호로 변환함으로써 영상을 표시한다.One of the pair of field generating electrodes is typically connected to a switching element to receive an electrical signal, and the electro-optical active layer converts the electrical signal into an optical signal to display an image.
평판 표시 장치에서는 스위칭 소자로서 삼단자 소자인 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 사용하며, 이 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 주사 신호를 전달하는 게이트선(gate line)과 화소 전극에 인가될 신호를 전달하는 데이터선(data line)이 평판 표시 장치에 구비된다.In the flat panel display device, a thin film transistor (TFT), which is a three-terminal element, is used as a switching element. A data line to be transmitted is provided in the flat panel display.
이러한 박막 트랜지스터 중에서 규소(Si)와 같은 무기 반도체 대신 유기 반도체를 포함하는 유기 박막 트랜지스터(organic thin film transistor, OTFT)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.Among these thin film transistors, studies on organic thin film transistors (OTFTs) including organic semiconductors instead of inorganic semiconductors such as silicon (Si) have been actively conducted.
유기 박막 트랜지스터는 진공이나 고온 처리 공정 없이 저온에서 액정 공정(solution process)을 통해 제작할 수 있다. 이에 따라 대량 생산이 가능하며 제품의 공정 비용을 절감할 수 있다.The organic thin film transistor may be manufactured through a liquid crystal process at a low temperature without a vacuum or a high temperature treatment process. This enables mass production and reduces the process costs of the product.
이러한 유기 박막 트랜지스터의 유기 반도체(organic semiconductor, OSC)는 유기 반도체(OSC)가 형성될 영역을 둑(bank)처럼 둘러싸는 격벽을 형성하고, 격벽으로 둘러싸인 영역(이하 개구부라 한다.) 안에 잉크젯(inkjet) 공정을 통해 유기 용액을 채운 다음, 유기 용액의 건조를 위해 건조 공정을 위한 챔버로 기판을 이송 하고, 증기 분위기(vapor atmosphere)에서 유기 용액을 건조하여 형성한다.The organic semiconductor (OSC) of the organic thin film transistor forms a partition wall surrounding a region where the organic semiconductor OSC is to be formed, like a bank, and an inkjet (hereinafter, referred to as an opening) surrounded by the partition wall. After filling the organic solution through an inkjet process, the substrate is transferred to a chamber for a drying process for drying the organic solution, and the organic solution is formed by drying the organic solution in a vapor atmosphere.
그러나 기판을 이송할 때, 유기 용액의 일부가 증발하여 유기 용액 상부 표면에 유기막이 만들어진다. However, when transporting the substrate, part of the organic solution evaporates to form an organic film on the upper surface of the organic solution.
이 유기막은 하부에 존재하는 유기 용액이 챔버 내에 증기에 의해 천천히 건조되는 것을 차단한다. 이에 따라 완전한 유기 반도체가 형성되지 않아 박막 트랜지스터의 전기적 특성이 저하될 수 있다.This organic film prevents the organic solution existing below from being slowly dried by the vapor in the chamber. As a result, a complete organic semiconductor may not be formed and electrical characteristics of the thin film transistor may be degraded.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 향상하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to improve the electrical characteristics of a thin film transistor.
본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 기판 위에 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계, 상기 게이트 배선 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 위에 소스 전극을 포함하는 데이터 배선 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막, 상기 데이터 배선 및 드레인 전극 위에 보호막을 형성하는 단계, 상기 보호막을 식각하여 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극을 노출하는 개구부 및 접촉 구멍을 형성하는 단계, 상기 개구부 내에 잉크젯 인쇄 방식으로 유기 반도체 용액을 주입하는 단계, 및 상기 유기 반도체 용액을 건조하여 유기 반도체를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 유기 반도체 용액은 유기 반도체 물질, 고체 상태의 제1 유기 용매 및 상기 고체 상태의 제1 유기 용매를 용해하는 제2 유기 용매를 포함한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a thin film transistor array panel includes: forming a gate wiring including a gate electrode on a substrate, forming a gate insulating film on the gate wiring, and forming a gate wiring on the gate insulating film; Forming an electrode, forming a protective film on the gate insulating film, the data line and the drain electrode, etching the protective film to form an opening and a contact hole exposing the source electrode and the drain electrode, wherein the protective film is formed in the opening; Injecting an organic semiconductor solution by inkjet printing, and drying the organic semiconductor solution to form an organic semiconductor, wherein the organic semiconductor solution comprises an organic semiconductor material, a first organic solvent in a solid state, and the solid state Second to dissolve the first organic solvent of Organic solvents.
상기 유기 반도체 용액을 건조하여 유기 반도체를 형성하는 단계는 상기 기판을 챔버 내로 이송하는 단계, 상기 챔버 내를 증기 분위기로 만든 상태에서 상기 고체 상태인 상기 제1 유기 용매의 녹는점 이상으로 상기 기판을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.Drying the organic semiconductor solution to form an organic semiconductor may include transferring the substrate into a chamber, and placing the substrate above a melting point of the first organic solvent in the solid state in a state of forming a vapor atmosphere in the chamber. Heating may be included.
상기 제1 유기 용매는 시클로헥사놀(cyclohexanol), 비벤질(bibenzyl), 2,5-디브로모-p-자일렌(2,5-dibromo-p-xylene), 3,5-디브로모-톨루엔(3,5-dibromo-toluene), 2-클로로-5-메틸페놀(2-chloro-5-methylphenol), 4-클로로-2-메틸페놀(4-chloro-2-methylphenol), 3-클로로-3-메틸페놀(3-chloro-3-methylphenol), 5-클로로-2-메틸페놀(5-chloro-2-methylphenol), 1-페닐피롤(1-phenylpyrrole), 4H-피란-4-원(4H-pyran-4-one), 2,4,6-트리클로로피리미딘(2,4,6-trichlorropyrimidine), 2,3,4-트리메틸-1(2,3,4-Trimethyl-1), 3-펜탄디올(pentanediol), 디카플루오로비페닐(decafluorobiphenyl), 1,4-디-t-부틸벤젠(1,4-di-tert-buthylbenzene), 2,6-디-t-부틸-4에틸페놀(1,4-di-tert-buthyl-ethylphenol), 2,6-디-t-부틸-4-메틸피리딘(2,6-di-tert-buthyl-4-methylpyridine), 2,6-디-t-부틸페놀(2,6-di-tert-buthylphenol), 2,4-디-t-부틸페놀(1,4-di-tert-buthylphenol), 2,5-디클로로아닐린(2,5-dichloroaniline) 및 3,5-디클로로아닐린(3,5-dichloroaniline) 중 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다.The first organic solvent is cyclohexanol, bibenzyl, 2,5-dibromo-p-xylene, 3,5-dibromo -Toluene (3,5-dibromo-toluene), 2-chloro-5-methylphenol, 4-chloro-2-methylphenol, 3- Chloro-3-methylphenol, 5-chloro-2-methylphenol, 1-phenylpyrrole, 4H-pyran-4- Circle (4H-pyran-4-one), 2,4,6-trichloropyrimidine (2,4,6-trichlorropyrimidine), 2,3,4-trimethyl-1 (2,3,4-Trimethyl-1 ), 3-pentanediol, decafluorobiphenyl, 1,4-di-t-butylbenzene, 2,6-di-t-butyl- 4 ethylphenol (1,4-di-tert-buthyl-ethylphenol), 2,6-di-t-butyl-4-methylpyridine (2,6-di-tert-buthyl-4-methylpyridine), 2,6 -Di-t-butylphenol (2,6-di-tert-buthylphenol), 2,4-di-t-butylphenol (1,4-di-tert-buthylphenol), 2,5-dichloroaniline (2, 5-dichloroaniline) and 3,5-dichloro Of aniline (3,5-dichloroaniline) may be formed of at least one material.
상기 제1 유기 용매를 용해하는 상기 제2 유기 용매는 테트랄린(tetralin) 및 아니솔(anisol) 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.The second organic solvent that dissolves the first organic solvent may be made of any one material of tetralin and anisol.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a portion of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only when the other part is "right over" but also when there is another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
그러면 도 1 및 도 2를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세하게 설명한다. Next, a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.1 is a layout view of a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 1 taken along line II-II.
투명한 유리, 실리콘(silicone) 또는 플라스틱(plastic) 따위로 만들어진 절연 기판(substrate)(110) 위에 게이트선(121)이 형성되어 있다.The
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(129)을 포함한다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 게이트 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121)이 연장되어 게이트 구동 회로와 직접 연결될 수 있다.The
게이트선(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 금(Au)이나 금 합금 등 금 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위의 저저항 도전체 또는 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와 같은 도전성 산화물로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.The
게이트선(121)은 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 약 30° 내지 80° 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.The
게이트선(121) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 유기 물질 또는 무기 물질로 만들어질 수 있으며, 유기 물질의 예로는 폴리이미드(polyimide), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리플루오란(polyfluorane), 파릴렌(parylene) 등의 용해성 고분자 화합물을 들 수 있으며, 무기 물질의 예로는 옥타데실트리클로로실란(octadecyl trichlorosilane, OTS)으로 표면처리된 산화규소 따위를 들 수 있다.The
게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(data line)(171) 및 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.A
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어서 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 옆으로 돌출되어 있는 소스 전극(source electrode)(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. The
소스 전극(173)은 데이터선(171)과 연결되어 있는 가로부(172)와 게이트 전극(124)과 중첩하는 세로부(174)를 포함한다.The
드레인 전극(175)은 섬형이며, 게이트 전극(124) 위에서 소스 전극(173)의 세로부(174)와 마주하는 세로부(177)와 이로부터 옆으로 뻗어 있는 가로부(176)를 포함한다.The
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 게이트선(121)과 마찬가지로 저저항성 도전체 또는 도전성 산화물로 만들어질 수 있다.Like the
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 약 30° 내지 80° 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.Side surfaces of the
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 접촉 구멍(181, 182, 185)과 개구부(184)를 갖는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 만들어질 수 있다.A
접촉 구멍(181, 182, 185)는 각각 게이트선(121)의 끝 부분(129), 데이터 선(171)의 끝 부분(179) 및 드레인 전극(175)을 노출하고, 개구부(184)는 서로 마주하는 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)과 그 사이에 노출된 게이트 절연막(140)을 노출한다.The contact holes 181, 182, and 185 expose the
이러한 보호막(180)의 개구부(184) 내에는 잉크젯 인쇄 방법(inkjet printing)으로 형성한 유기 반도체(154)가 형성되어 있다. 이때, 유기 반도체(154)는 균일한 두께를 가지며, 게이트 절연막(140)과 접착력이 좋다.An
유기 반도체(154)는 펜타센(pentacene)과 그 전구체, 테트라벤조포피린(tetrabenzoporphyrin)과 그 유도체, 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylenevinylene)과 그 유도체, 폴리플러렌(polyfluorene)과 그 유도체, 폴리티닐렌비닐렌(polythienylenevinylene)과 그 유도체, 폴리티오펜(polythiophene)과 그 유도체, 폴리티에노티오펜(polythienothiophene)과 그 유도체, 폴리아릴아민(polyarylamine)과 그 유도체, 프탈로시아닌(phthalocyanine)과 그 유도체, 금속화 프탈로시아닌(metallized phthalocyanine) 또는 그의 할로겐화 유도체, 페릴렌테트라카르복실산 이무수물(perylenetetracarboxylic dianhydride, PTCDA), 나프탈렌테트라카르복실산 이무수물(naphthalenetetracarboxylic dianhydride, NTCDA) 또는 이들의 이미드 유도체, 페릴렌(perylene) 또는 코로넨(coronene)과 그들의 치환기를 포함하는 유도체 중에서 선택된 적어도 하나로 만들어질 수 있다.The
이러한 유기 반도체(154) 위에는 보호 부재(186)가 형성되어 있다. 보호 부재(186)는 불소계 탄화수소 화합물 또는 폴리비닐알코올계 화합물 따위로 만들어지며, 외부의 열, 플라스마 또는 화학 물질로부터 유기 반도체(154)를 보호한다. The
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 유기 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)(Q)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 유기 반도체(154)에 형성된다. 이때, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)의 마주하는 부분은 굴곡지게 형성함으로써 채널 폭을 늘려서 전류 특성을 개선할 수도 있다.One
보호막(180) 및 접촉 구멍(181, 182, 185) 위에는 접촉 보조 부재(81, 82) 및 화소 전극(191)이 형성되어 있다.The contact
화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 연결되어 있다. 화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받아 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 다른 표시판(도시하지 않음)의 공통 전극(common electrode)(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 화소 전극(191)과 공통 전극은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.The
접촉 보조 부재(81, 82)는 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129)과 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 각각 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.The contact
화소 전극(191) 및 접촉 보조 부재(81, 82)는 IZO 또는 ITO 등과 같은 투명한 도전 물질로 만들어진다.The
그러면 도 1 및 도 2에 도시한 유기 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 방법에 대하여 도 3 내지 도 13을 참고하여 상세히 설명한다. Next, a method of manufacturing the organic thin film transistor array panel illustrated in FIGS. 1 and 2 will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 13.
도 3은 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 중간 단계에서의 배치도이고, 도 4는 도 3의 박막 트랜지스터 표시판을 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 5는 도 3의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 6은 도 5의 박막 트랜지스터 표시판을 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 7은 도 5의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 8은 도 7의 박막 트랜지스터 표시판을 VIII-VIII선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 9 내지 도 11은 도 12의 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 중간 단계에서의 단면도이고, 도 12는 도 7의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 13은 도 12의 박막 트랜지스터표시판을 XII-XII선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.3 is a layout view at an intermediate stage of the method of manufacturing the thin film transistor array panel of FIG. 1 according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 3 taken along line IV-IV. 5 is a layout view of a thin film transistor array panel in a next step of FIG. 3, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 5 taken along a line VI-VI, and FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 7 taken along the line VIII-VIII, and FIGS. 9 to 11 are cross-sectional views at an intermediate stage of manufacturing the thin film transistor array panel of FIG. 12 is a layout view of a thin film transistor array panel of the next step of FIG. 7, and FIG. 13 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 12 taken along the line XII-XII.
먼저, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 절연 기판(110) 위에 도전층을 스퍼터링(sputtering) 따위로 적층한 후 사진 식각하여 게이트 전극(124) 및 끝 부분(129)을 포함하는 게이트선(121)을 형성한다.First, as illustrated in FIGS. 3 and 4, a conductive layer is sputtered on the insulating
다음, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 기판(110) 및 게이트선(121) 위에 게이트 절연막(140)을 적층한 후, 그 위에 도전층을 적층하고 이를 사진 식각하여 소스 전극(173) 및 끝 부분(179)을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 5 and 6, after the
다음 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 게이트 절연막(140) 위에 보호막(180)을 형성한다. 여기서, 보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면이 평탄할 수 있다.Next, as shown in FIGS. 7 and 8, the
이어, 보호막(180)을 사진 식각 공정을 이용하여 복수의 접촉 구멍(181, 182, 185) 및 개구부(184)를 형성한다.Subsequently, the
이어, 도 9에 도시한 바와 같이, 개구부(184) 내에 노즐(40)을 이용한 잉크젯 인쇄 방법으로 유기 반도체 용액(5)을 주입한다. 여기서, 유기 반도체 용액(5)은 유기 반도체 물질과 상온보다 높은 녹는점을 갖는 고체 상태의 제1 유기 용매 및 제1 유기 용매에 대해 높은 용해도를 갖는 제2 유기 용매를 포함한다. Next, as shown in FIG. 9, the
유기 반도체 물질은 펜타센(pentacene)과 그 전구체, 테트라벤조포피린(tetrabenzoporphyrin)과 그 유도체, 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylenevinylene)과 그 유도체, 폴리플러렌(polyfluorene)과 그 유도체, 폴리티닐렌비닐렌(polythienylenevinylene)과 그 유도체, 폴리티오펜(polythiophene)과 그 유도체, 폴리티에노티오펜(polythienothiophene)과 그 유도체, 폴리아릴아민(polyarylamine)과 그 유도체, 프탈로시아닌(phthalocyanine)과 그 유도체, 금속화 프탈로시아닌(metallized phthalocyanine) 또는 그의 할로겐화 유도체, 페릴렌테트라카르복실산 이무수물(perylenetetracarboxylic dianhydride, PTCDA), 나프탈렌테트라카르복실산 이무수물(naphthalenetetracarboxylic dianhydride, NTCDA) 또는 이들의 이미드 유도체, 페릴렌(perylene) 또는 코로넨(coronene)과 그들의 치환기를 포함하는 유도체 중에서 선택된 적어도 하나로 만들어질 수 있다.Organic semiconductor materials include pentacene and its precursors, tetrabenzoporphyrin and its derivatives, polyphenylenevinylene and its derivatives, polyfluorene and its derivatives, and polytinylenevinylene polythienylenevinylene and its derivatives, polythiophene and its derivatives, polythienothiophene and its derivatives, polyarylamine and its derivatives, phthalocyanine and its derivatives, metallized phthalocyanines phthalocyanine or its halogenated derivatives, perylenetetracarboxylic dianhydride (PTCDA), naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTCDA) or imide derivatives thereof, perylene or coronene at least one selected from derivatives containing coronene and their substituents. There.
고체 상태의 제1 유기 용매는 시클로헥사놀(cyclohexanol), 비벤 질(bibenzyl), 2,5-디브로모-p-자일렌(2,5-dibromo-p-xylene), 3,5-디브로모-톨루엔(3,5-dibromo-toluene), 2-클로로-5-메틸페놀(2-chloro-5-methylphenol), 4-클로로-2-메틸페놀(4-chloro-2-methylphenol), 3-클로로-3-메틸페놀(3-chloro-3-methylphenol), 5-클로로-2-메틸페놀(5-chloro-2-methylphenol), 1-페닐피롤(1-phenylpyrrole), 4H-피란-4-원(4H-pyran-4-one), 2,4,6-트리클로로피리미딘(2,4,6-trichlorropyrimidine), 2,3,4-트리메틸-1(2,3,4-Trimethyl-1), 3-펜탄디올(pentanediol), 디카플루오로비페닐(decafluorobiphenyl), 1,4-디-t-부틸벤젠(1,4-di-tert-buthylbenzene), 2,6-디-t-부틸-4에틸페놀(1,4-di-tert-buthyl-ethylphenol), 2,6-디-t-부틸-4-메틸피리딘(2,6-di-tert-buthyl-4-methylpyridine), 2,6-디-t-부틸페놀(2,6-di-tert-buthylphenol), 2,4-디-t-부틸페놀(1,4-di-tert-buthylphenol), 2,5-디클로로아닐린(2,5-dichloroaniline) 및 3,5-디클로로아닐린(3,5-dichloroaniline) 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 구성할 수 있다.The first organic solvent in the solid state is cyclohexanol, bibenzyl, 2,5-dibromo-p-xylene, 3,5-di Bromo-toluene (3,5-dibromo-toluene), 2-chloro-5-methylphenol, 4-chloro-2-methylphenol, 3-chloro-3-methylphenol, 5-chloro-2-methylphenol, 1-phenylpyrrole, 4H-pyran- 4-membered (4H-pyran-4-one), 2,4,6-trichloropyrimidine (2,4,6-trichlorropyrimidine), 2,3,4-trimethyl-1 (2,3,4-Trimethyl -1), 3-pentanediol, decafluorobiphenyl, 1,4-di-t-butylbenzene, 2,6-di-t- Butyl-4ethylphenol (1,4-di-tert-buthyl-ethylphenol), 2,6-di-t-butyl-4-methylpyridine (2,6-di-tert-buthyl-4-methylpyridine), 2 , 6-di-t-butylphenol (2,6-di-tert-buthylphenol), 2,4-di-t-butylphenol (1,4-di-tert-buthylphenol), 2,5-dichloroaniline ( 2,5-dichloroaniline) and 3,5- Dichloroaniline (3,5-dichloroaniline) may be composed of at least one material selected from.
제2 유기 용매는 테트랄린(tetralin) 및 아니솔(anisol)과 같은 물질 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 구성할 수 있다.The second organic solvent may be composed of at least one material selected from materials such as tetralin and anisol.
이러한 제1 및 제2 유기 용매는 유기 반도체 물질과 화학적으로 반응하지 않고 유기 반도체 물질을 용해한다.These first and second organic solvents dissolve the organic semiconductor material without chemically reacting with the organic semiconductor material.
한편, 유기 반도체 물질에 대한 제2 유기 용매의 용해도가 높지 않은 경우, 유기 반도체 물질에 대해 높은 용해도를 갖는 제3 유기 용매를 추가할 수도 있다.On the other hand, when the solubility of the second organic solvent in the organic semiconductor material is not high, a third organic solvent having high solubility in the organic semiconductor material may be added.
그 다음, 도 10에 도시한 바와 같이, 유기 용액의 건조를 위한 챔 버(chamber) 내로 기판(100)을 이송한다. 이 과정에서 공기 중에 노출된 유기 반도체 용액(5)은 상온에서 일차적으로 건조되는데, 이때, 유기 반도체 용액(5)을 구성하는 물질 중 휘발성이 높고 녹는점이 상온보다 낮은 제2 유기 용매가 휘발되어 예비 유기 반도체(50)가 형성된다.Next, as shown in FIG. 10, the substrate 100 is transferred into a chamber for drying the organic solution. In this process, the
상온에서 액체 상태인 유기 용매만을 사용하는 경우에는 기판 이송시, 상온에 노출된 유기 용액이 증발하여 유기 용액 상부 표면에 유기막이 형성된다. 그러나 본 발명의 노출된 예비 유기 반도체(50) 내에는 고체 상태의 제1 유기 용매가 휘발되지 않고 유기 반도체 물질과 함께 존재하므로 기판 이송시 유기막이 형성되지 않는다. 이어, 도 11에 도시한 바와 같이, 챔버 내의 증기 분위기에서 제1 유기 용매의 녹는점 이상으로 기판(110)을 가열하여 예비 유기 반도체(50)를 건조한다. 이와 같이 증기 분위기에서 예비 유기 반도체(50)를 건조함에 따라 고체 상태의 제1 유기 용매가 천천히 고르게 증발한다. When only an organic solvent in a liquid state at room temperature is used, the organic solution exposed to room temperature evaporates during substrate transfer to form an organic film on the upper surface of the organic solution. However, in the exposed preliminary
한편, 상온에서 액체 상태인 유기 용매만을 사용하는 경우, 전술한 유기막은 챔버 내의 증기와 유기 용매의 접촉을 차단한다. 이로 인해, 유기 용매는 기판에 전달되는 열에 의해 짧은 시간 내에 불균일하게 건조되는데, 이로 인해 게이트 절연막과 유기 반도체의 계면 특성이 나빠지고, 박막 트랜지스터의 전기적 특성이 저하될 수 있다.On the other hand, when using only the organic solvent in the liquid state at room temperature, the above-described organic film blocks the contact of the vapor and the organic solvent in the chamber. As a result, the organic solvent is non-uniformly dried within a short time by heat transferred to the substrate. As a result, the interface characteristics between the gate insulating film and the organic semiconductor may be degraded, and the electrical characteristics of the thin film transistor may be degraded.
그러나 본 발명에서는 예비 유기 반도체(50)와 증기가 고르게 접촉하여 예비유기 반도체(50)가 천천히 건조된다. 이에 따라, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(140)과의 계면 특성이 좋으며 두께가 균일한 유기 반도체(151) 가 형성된다. 따라서, 박막 트랜지스터의 전기적 특성이 향상될 수 있다.However, in the present invention, the preliminary
마지막으로, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 유기 반도체(154) 상부에 보호 부재(186)를 형성한다. 이 보호 부재(186)는 불소계 탄화수소 화합물 또는 폴리비닐알코올계 화합물 따위로 만들어지며, 외부의 열, 플라스마 또는 화학 물질로부터 유기 반도체(154)를 보호한다.Finally, as shown in FIGS. 1 and 2, the
그리고 나서, 보호막(180) 및 접촉 구멍(181, 182, 185) 위에 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전막을 형성하고, 패터닝하여 접촉 보조 부재(81, 82) 및 화소 전극(191)을 형성한다. 이때, 접촉 보조 부재(81, 82)는 접촉 구멍(181, 182)을 통해 각각 노출된 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 전기적으로 연결을 이룬다. 그리고 화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통해 노출된 드레인 전극(175)과 전기적으로 연결을 이룬다.Then, a transparent conductive film such as ITO or IZO is formed on the
본 발명에 따르면, 고체 상태의 제1 유기 용매와 제1 유기 용매에 대한 용해도가 높은 제2 유기 용매를 포함하는 용매에 유기 반도체를 녹여 이루어진 유기 반도체 용액을 잉크젯 인쇄 방식으로 개구부 내에 주입하고 건조 챔버 내로 기판을 이송하여 진공 분위기에서 유기 반도체 용액을 건조하여 게이트 절연막과 계면 특성이 좋은 유기 반도체를 형성한다. 이에 따라, 박막 트랜지스터의 전기적 특성이 향상될 수 있다.According to the present invention, an organic semiconductor solution formed by dissolving an organic semiconductor in a solvent comprising a solid organic first solvent and a second organic solvent having high solubility in the first organic solvent is injected into the opening by inkjet printing, and then dried. The substrate is transferred into the substrate, and the organic semiconductor solution is dried in a vacuum atmosphere to form an organic semiconductor having good interfacial properties with the gate insulating film. Accordingly, the electrical characteristics of the thin film transistor may be improved.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있 는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of the present invention.
Claims (4)
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KR1020070010953A KR20080072339A (en) | 2007-02-02 | 2007-02-02 | Method of manufacturing thin film transistor array panel |
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